水专项研究成果助力滇池生态修复

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“十一五”和“十二五”期间，滇池治理加快，水质稳定改善，滇池由治污型湖泊向生态修复型湖泊转变，迫切需要大规模生态修复技术的支持。“十一五”期间，中国科学院水生生物研究所(以下简称“中国科学院水生生物研究所”)带领一批单位对滇池水生态系统退化的原因进行了深入研究，提出了滇池水生态系统分步治理的思路。

“十二五”期间，该项目以草海生态修复为目标，以改善生境、恢复水生植物、构建草型清水状态为重点，开展湖滨带植被扩展与保护、水生植被治理低污染水体、草型清水状态构建与维护等关键技术研究，突破草海生态修复的瓶颈和技术难题，重点研发湖滨带修复、低污染水体净化、透明度提高等生境改善技术。在此基础上，恢复沉水植物，构建草型清水状态。在当地相关项目的支持下，在滇池大宝口0.57 km2和外草海6 km2范围内开展了大规模生态修复工程示范。示范区水质和自然生态景观明显改善，水生植被覆盖率达到40%以上，总氮和总磷下降30%以上，为滇池水生态系统的恢复提供了有力支持。

“十二五”期间，中国科学院水生生物研究所率先与云南省环境科学研究院、武汉植物园、昆明滇池生态研究所和中国科学院测量与地球物理研究所联手，承担了国家水污染防治重大科技项目“滇池草海水生态大规模修复关键技术及工程示范”的研究任务。

针对制约草海生态恢复的透明度低、营养负荷高、蓝藻水华频发等问题，课题组系统开展了湖滨植被扩展与保护、低污染水体水生植被处理、草型清水状态构建与维护等关键技术研究。通过中试规模的工程技术研发、技术集成、工程示范等环节，形成了一整套以生境改善、水草恢复和浊度转化为核心的高原浅层富营养化湖泊大规模生态修复技术，支持草海湖泊实现规模化

铺草海，实施规模化

生态恢复的科学基础

该项目确定了滇池草海沉水植物恢复和草型清水状态建设与维护的关键环境参数，为草海大规模生态恢复奠定了科学基础。

草海水下植被恢复的主要限制因素是水体透明度。控制水中叶绿素a低于50 μg/l，透明度高于55 cm，可以实现草海沉水植被的快速扩张。当沉水植被扩展的适宜种群规模为10% ~ 20%，植被覆盖率在40%以上时，可以构建草型清水状态；当植被覆盖率为40% ~ 70%时，可以维持草型清水状态；当覆盖率大于70%时，生物量得到控制。

草海现有种子库的组成、丰度和分布为草海沉水植被的大规模自然恢复奠定了重要基础。在没有水位控制措施的情况下，其自然恢复取决于透明度:透明度在85厘米以上，不需要水位控制；透明度为50厘米~ 85厘米，结合生态水位控制措施也可实现自然恢复；当透明度小于50厘米时，水位的调节作用不大。

在种子库缺乏的地方，不同的沉水植被类型在不同的水深和透明度梯度下得到恢复，主要是浅水区的毯式沉水植被(≤1.8米，透明度60厘米)，深水区的主要是冠层沉水植被(> 1.8米)。

为高原浅层富营养化湖泊的大规模修复创造新模式

该项目形成了一套完整的“生境改善-水生植物恢复-浊度转化”技术体系，成功实现了滇池草海的大规模生态恢复，开创了高原浅层富营养化湖泊大规模恢复的新模式。

鉴于滇池草海生境条件制约沉水植被恢复的现状，技术研发重点在于解除大规模恢复的主要限制因素，突破制约瓶颈。开发整合了湖滨带稳定与植被扩展、低污染水体水生植被处理、草型清洁水状态建设与维护三大关键技术，形成了“生境改善-水草修复-浊度转化”的完整技术体系，支撑了草海大规模生态修复。

新的恢复模式侧重于规模。

首先，栖息地改善的规模。湖滨稳定和植被扩展技术可以满足防洪要求，有效改善湖滨带功能，可以大规模实施；水生植被处理低污染水体技术可以有效净化污水处理厂尾水，可以在河流、河口湿地和湖泊地区大规模实施；微滤与生物除藻相结合可以快速提高水体透明度，并可大规模实施(单台30000 m3/d微滤除藻设备的服务面积为0.3 km2)；当满足引水和水位控制条件时，可先采取规模措施。

二是水下植被恢复的规模。在主湖区，适当的透明度和生态水位可以激活种子库，促进沉水植被的大规模自然恢复；在种子库匮乏的地方进行人工引种，实现大规模人工恢复沉水植被。

三是大规模实现浊度和澄清度的转换。在草型清水状态建设阶段，项目采用菹草芽播种和沉水植物种植技术，可大规模实施，恢复不同水深和透明度梯度的不同沉水植被类型，构建适宜的种群类型，优化群落结构。当沉水植被覆盖率达到40%以上时，可以促进草海由藻型浊水状态向草型清水状态转变。

在草型清水状态维持阶段，重点是控制沉水植被覆盖率在40%~70%，沉水植被覆盖率和丝状绿藻的控制可以大规模同步实施，辅以大型底栖动物群落结构的大规模重建，提高生物多样性，实现草型清水状态的长期运行。

突破滇池生态修复的关键技术瓶颈

该项目突破了滇池草海大规模生态修复的关键瓶颈技术，为滇池生态修复提供了技术支持。

湖滨带稳定与植被扩展技术

该技术的目的是改善湖滨带的生境，提高其自净能力。针对草海湖滨带生态系统结构和功能的严重破坏和退化，突破了受损湖滨带垂直护岸生态处置的技术瓶颈，通过优化湖滨带植被结构和功能，促进了生物多样性保护、水质净化和景观美化等多种生态功能。该技术由受损湖滨带防波堤生态处理技术和湖滨植被扩展保护技术组成，适用于受损湖滨带地形地貌重建和生态修复工程。

该项目采用湖滨稳定和植被扩展技术。滇池外草海以南大河口水域湖滨生态修复工程完成了1513米受损湖滨带垂直护岸处置示范工程和2127米湖滨带植被扩展与保护示范工程，平均宽度50米，湿地植被覆盖率达到60%。湖滨带呈现沉水植物-浮叶-湿树-陆生植物的复合湿地植被结构，水质净化效果明显。

水生植物处理低污染水

技术目标是减少流入湖中的负荷，支持草海栖息地的改善。根据污水处理厂排放的低污染水氮含量高、碳含量低的特点，利用水生植物吸收氮磷和释放碳的特性促进氮循环，开发并集成水生植物高效净化、水生植物优化配置、三维浮床等技术，优化水生植物的群落结构和生态功能，提高低污染水的处理效率。

湖滨湿地采用水生植被优化配置技术，改善了湖滨湿地水生植被结构，通过合理配置挺水植物-浮叶-沉水植物，避免了单一类型水生植物的季节性生长缺陷。同时，通过优化配水方式，提高了湖滨湿地的反硝化功能；当低污染水流过湖区时，采用沉水植被恢复技术促进自然恢复。

采用水生植被处理低污染水体，分流植被扩展保护工程(面积0.025km2)、川方河闸围堰至永昌湿地应急工程(面积0.15 km2)和草海低污染水体深度净化区(面积0.35 km2)的水。通过水生植物的合理配置，改善湿地对低污染水体的净化功能，改善滇池草海水质。第三方监测报告显示，船屋北岸湖滨带植被扩展与保护工程的植被覆盖率为54.35%，总氮削减率为67.38%，出水总磷浓度一般优于三级；方川河闸围堰引水至永昌湿地应急工程植被覆盖率为54.08%，总氮削减率为82.38%，总磷含量保持在较低水平；草海低污染水深度净化区植被覆盖率为45%，总氮和总磷分别下降37.9%和37.4%。

草型清水状态施工及维护技术

其技术目标是恢复水下植被，驱动浊度和清水的转化，实现草-海-草型清水状态的构建和维护。针对水体透明度低、蓝藻水华频发的问题，在清水状态建设期，我们将重点研发快速提高水体透明度、适度调节生态水位、沉水植物自然恢复和人工恢复技术；同时，针对系统不稳定、丝状藻类繁殖、水生生物多样性低和当地沉水植物生物量大等问题，开发了丝状绿藻控制、水生生物群落优化调控和沉水植物生物量控制等技术，使系统内物质和能量合理流动，使清水状态趋于稳定。

采用清水状态建设和维护技术，在0.57 km2的大河口水域和6 km2的草海进行技术设计和工程论证。示范区监测结果显示，实施前达波瀑布水中总氮和总磷由4.09 mg/l降至1.48 mg/l，减幅分别为63.8%和0.219 mg/l至0.082 mg/l，减幅为62.6%，改善效果远远超出预期目标。生态修复工程实施后，植被覆盖率达到43%。所有植物类型中挺水植物、浮叶植物和沉水植物覆盖面积的相对比例明显增加，恢复效果明显。示范工程实施后，6 km2以外的草海水域淹没植被覆盖率达到43%。沉水植被生长期间，水体清澈，水质明显改善。总氮和总磷分别下降了39%和36%。(文汶)

编辑:计然